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短波天线Adoc

发布时间:2019-10-18 18:31 来源:未知 编辑:admin

  短波天线的选型与安装要求(技术初稿,设计要求为主,方案为副) 短波天线简介天线在通信链路中起能量转换作用(能量转换器)。发射天线是将高频电能转换成为电磁波的 装置;接收天线则是将电磁波转换成高频电能的装置,因而天线在无线电通信中占有极其重要的 地位。天线质量如何,对保证通信质量的好坏起着重要的作用。 1.1、短波天线分类 短波天线分地波天线和天波天线两大类,地波天线包括鞭状天线、倒L 形天线、T 形天线等。 这类天线发射出的电磁波是全方向的,并且主要以地波的形式向四周传播,故称全向地波天线, 常用于近距离通信。典型地波天线 所示。地波天线的效率主要看天线的高度和地网的质量。天线越高、地网质量越好,发射效率越高,当天线 波长时,发 射效率最高。 典型地波(T形)天线结构示意图 典型地波天线垂直波瓣分布图天波天线主要以天波形式发射电磁波,分为定向天线和全向天线两类。典型的定向天波天线 有:双极天线、双极笼形天线、对数周期天线、菱形天线等,它们以一个方向或两个相反方向发 射电磁波,用天线的架设高度来控制发射仰角,其典型波瓣分布如图 所示。典型的全向天波天线有:角笼形天线、倒V 形天线等。它们是以全方向发射电磁波,用天线的高度或 斜度来控制发射仰角。 典型天波天线垂直波瓣分布图天波天线简单的规律为:天线水平振子(一臂的)长度达到1/2 波长时,水平波瓣主方向的 效率最高;天线高度越高,发射仰角越低,通信距离越远;反之,天线高度越低,发射仰角越高, 通信距离越近;天线高度与波长之比(H/λ )达到二分之一时,垂直波瓣主方向的效率最高。 1.2、衡量天线性能因素 天线是无线通信系统最基本部件,决定了通信系统的特性。不同的天线有不同的辐射类型、 极性、增益以及阻抗。 辐射类型:决定了辐射能量的分配,是天线所有特性中最重要的因素,它包括全向型和方向型。 极性:极性定义了天线最大辐射方向电气矢量的方向。垂直或单极性天线(鞭天线) 具有垂直极性,水平天线具有水平极性。 增益:天线的增益是天线的基本属性,可以衡量天线的优劣。增益是指定方向上的最大辐射强度与天线最大辐射强度的比值,通常使用半波双极天线作为参考天线,其它类型天线最大 方向上的辐射强度可以与参考天线进行比较,得出天线增益。一般高增益天线的带宽较窄。 阻抗和驻波比(VSWR):天线系统的输入阻抗直接影响天线发射效率。当驻波比(VSWR)1:1 时没有反射波,电压反射比为1。当VSWR 大于1 时,反射功率也随之增加。发射天线给出的 驻波比值是最大允许值。例如:VSWR 为2:1 时意味着,反射功率消耗总发射功率的11%,信号损 失0.5dB。VSWR 为1.5:1 时,损失4%功率,信号降低0.18dB。 方向性天线、简单的双极天线适用于短距离通信,但短波远距离通信信号微弱,甚至被各种 噪音淹没时,天线就需要选择比双极天线增益更高的天线。理想方向性天线在工作方向上具有很 高增益而无用方向上增益为0。 1.3、几种常用的短波天线 八木天线(YagiAntenna) 八木天线在短波通信中 通常用于大于6MHz 以上频段,八 木天线在理想情况下增益可达到19dB,八木天线应用于窄带和高增益短波通信,可架设 安装在铁塔上 具有很强的方向性。在一个铁塔上可同时架设几个八木天线,八木天线 的主要优点是价格便宜。 对数周期天线(LogPeriodic Antenna) 对数周期天线价格昂贵,但可以使用在多种频 率和仰角上。对数周期天线适合于中、短波通信,利用天波信号,效率高,接近于发射 期望值。与其它高增益天线相比,对数周期天线方向性更强,对无用方向信号的衰减更 长线天线(Long–Wire Antennas) 长线天线优点是结构简单,价格低,增益适中。与 八木天线和对极周期天线比,长线天线长度方向性和增益低。但其优势在于,由于其增 益与线长度有关,用户可以找到最佳接收线的长度和角度。通过比较信号波长,计算出 线的长度,非常适合于远距离通信。当线 度时与双极天线dB,当线 车载移动天线(MobileAntennas) 移动天线MHz 频段上,为垂直极 性天线,性能与机械特性有关,天线长度较短,在低仰角工作时,发射效率适中。在通 常情况下,车载天线 度,因为天线长度较短,是低效天线。在汽车上,机 械特性限制了天线的选择,但天线可以放置为倒L型,这样增加了天线的垂直辐射面, 可以提高发射效率,倒L天线适宜用于中短波通信。 二、短波天线的选型 短波通信传输信道具有变参特性,电离层易受环境影响,处于不断变化中。因此,短波通信 系统的性能好坏,除了取决于所使用电台性能因素,选用性能卓越的天线并正确架设,对于改善 通信效果极为重要。短波通信网的建立首先要考虑天线的因素,影响通信效果的天线主要参数主 天线应尽可能地克服盲区。一般认为采用传统的鞭状天线和双极天线,短波通信的“盲区”范围在80-200 公里的范围内,而一个省内短波通信的距离一般在几十公里到几百公 里之间,如果采用传统天线,则很多地区均在“盲区”范围之内,通信效果必然很差。 解决方案有两种:一是增大发射功率,但这种方式效果有限,二是采用近垂直射波高射 天线(NVIS),该方法通过增大天线最大辐射方向的仰角以消除盲区,实践证明在几百 公里的范围内通信效果良好。 移动电台在行进中尽可能地选用全向天线,同时配备便携式长线天线,以在特殊情况下实现远距离通信。而固定台根据情况可选用全向天线或定向天线,如中心站可采用全向 天线,有条件时可采用多副定向天线分别担负不同方向的通信任务。 2.1、短波通信天线类型选择的基本原则 天线类型 典型通信距离 (km) 频率范围 (MHz) 天线与发射机之间的 距离要求 是否需天 调设备? 适宜的天线安装方式 水平架设 楼顶 地面 移动 双极天线-12.0 同上 0-10004.0-15.0 同上 0-10005.0-18.0 同上 宽带双极天线 同上 V架设调谐双极天线 (rg58)

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